基于FPGA的暫態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨著工業(yè)的現(xiàn)代化，智能加工設(shè)備對(duì)電力電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求越來(lái)越高，同時(shí)各種新技術(shù)設(shè)備的加入，特別是非線性設(shè)備廣泛地引入到電網(wǎng)系統(tǒng)中，引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)的質(zhì)量問(wèn)題。其中，暫態(tài)擾動(dòng)問(wèn)題因其具備突變性強(qiáng)、起止時(shí)刻難于定位且擾動(dòng)信息不易獲取等特征，成為電能質(zhì)量研究中的焦點(diǎn)問(wèn)題。因此，在可控范圍內(nèi)消除暫態(tài)擾動(dòng)問(wèn)題對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境的影響，具有十分重要的意義。
　　本文針對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)設(shè)計(jì)了一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理

2、模塊構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集模塊是將電網(wǎng)電壓或電流通過(guò)電壓和電流互感器轉(zhuǎn)換成小電壓和小電流信號(hào)，然后利用調(diào)理電路去掉噪聲并進(jìn)行電位匹配實(shí)現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。對(duì)于采集到的信號(hào)，設(shè)計(jì)了一個(gè)以FPGA為核心的數(shù)據(jù)處理模塊，對(duì)采集的暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。為了能有效地捕捉到暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)，采用一種基于Db4小波的暫態(tài)擾動(dòng)檢測(cè)算法。對(duì)于該算法的FPGA實(shí)現(xiàn)，是以DSP Builder設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，依據(jù)Mallat算法以濾波器的方式進(jìn)行搭建，在Simul

3、ink平臺(tái)驗(yàn)證了該方法的可行性，最后將系統(tǒng)小波算法濾波器組模塊封裝成檢測(cè)算法IP核，并整合各部分功能模塊，采取模擬典型暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)源的方法，對(duì)所設(shè)計(jì)的擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)分別進(jìn)行功能和時(shí)序上的仿真驗(yàn)證。
　　所設(shè)計(jì)的基于FPGA的暫態(tài)電能擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，借助FPGA平臺(tái)的并行數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的快速分析和處理。通過(guò)對(duì)五種典型擾動(dòng)信號(hào)源的檢測(cè)結(jié)果分析，表明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)暫態(tài)擾動(dòng)信號(hào)起止時(shí)間的檢測(cè)與定位，同時(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值和